9. Расчет шпонок.

Шпонки ставятся для закрепления деталей (шестерней, колес, полумуфт) на валах. Шпонка служит для передачи вращательного момента от колеса на вал или наоборот, а также препятствует прокручиванию.

В курсовом проекте используется призматическая шпонка.

На данном чертеже представлены 4 соединения шпонкой: шпонка для шкива клиноременной передачи, шпонка для конического колеса, 2 шпонки для соединения полумуфт в МПР.

Исходные данные:

Диаметр вала под ступицей d_в1 = 32 мм;

Диаметр вала под ступицей d_в2 = 40 мм;

Длина ступицы l_ст.1=45 мм;

Длина ступицы l_ст.2=54 мм;

Вращающий момент на ведущем валу редуктора M₁ = 36,88 Нм;

Вращающий момент на ведомом валу редуктора М₂ = 111,4 Нм

Цель расчета:

1. Выбрать для ведущего вала редуктора шпонку.

2. Провести проверочный расчет шпоночного соединения на смятие.

3. Провести проверочный расчет шпоночного соединения на срез.

4. Выбрать для ведомого вала редуктора шпонку.

5. Провести проверочный расчет шпоночного соединения на смятие.

6. Провести проверочный расчет шпоночного соединения на срез.

9.1. Расчет шпонки для шкива клиноременной передачи и конического колеса.

Рассчитаем длину шпонки по формуле: мм.

Согласно источнику [1] (стр. 169) по ГОСТу 23360-78 выбираем призматическую шпонку длиной l = 36м со следующими размерами:

b	h	t1	t2
8	7	4	3,3	0,16 0,25

9.1.1. Проверочный расчет шпоночного соединения на смятие.

Для выполнения того условия, при котором не будет происходить смятия, необходимо обеспечить выполнение следующего условия: .(стр.170 источник №1)

Где – предельно допустимое значение напряжения, которое возникает при смятии. В нашем случае оно равно 100 МПа;

– сила смятия, численно равная окружной силе, действующей в зацеплении передачи:

– площадь смятия, определяемая через соотношение: , где мм.

Следовательно, после произведения расчета мы получим:

Полученное значение меньше предельно допустимого, следовательно, условие выполняется.

9.1.2. Проверочный расчет шпоночного соединения на срез.

Для выполнения условия, при котором не будет происходить среза шпоночного соединения необходимо обеспечить выполнение следующего условия:

.

Где – предельно допустимое напряжение, возникающее при срезе. Численное значение может быть определено, исходя из соотношения: .

МПа.

А_ср. – площадь среза, определяемая соотношением: мм².

Полученное значение оказалось значительно меньше предельно допустимого, следовательно, условие выполняется.

Берем шпонку8х7х36 ГОСТ 23360 –78 (источник №1, стр.169)

9.2. Расчет шпонки ведомого вала редуктора.

Рассчитаем длину шпонки по формуле: мм.

Согласно источнику [1] (стр. 169) по ГОСТу 23360-78 выбираем призматическую шпонку длиной l = 40м со следующими размерами:

b	h	t1	t2
12	8	5	3,3	0,25 0,40

9.2.1. Проверочный расчет шпоночного соединения на смятие.

Для выполнения того условия, при котором не будет происходить смятия, необходимо обеспечить выполнение следующего условия: .

Где – предельно допустимое значение напряжения, которое возникает при смятии. В нашем случае оно равно 100 МПа;

– сила смятия, численно равная окружной силе, действующей в зацеплении передачи:

– площадь смятия, определяемая через соотношение: , где мм.

Следовательно, после произведения расчета мы получим:

Полученное значение значительно меньше предельно допустимого, следовательно, условие выполняется.